JPH1022285A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH1022285A
JPH1022285A JP17191596A JP17191596A JPH1022285A JP H1022285 A JPH1022285 A JP H1022285A JP 17191596 A JP17191596 A JP 17191596A JP 17191596 A JP17191596 A JP 17191596A JP H1022285 A JPH1022285 A JP H1022285A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring
insulating film
groove
film
semiconductor substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP17191596A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihiko Katsura
敏彦 桂
Katsutoshi Higuchi
勝敏 樋口
Masayasu Abe
正泰 安部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP17191596A priority Critical patent/JPH1022285A/ja
Publication of JPH1022285A publication Critical patent/JPH1022285A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Cu配線表面の酸化を防止し、もって配線
抵抗の低いCuによる多層配線を形成する。 【解決手段】 半導体基板1表面に形成された溝3にC
u5を埋め込む。その後無電解メッキ溶液を含有した研
磨剤を用いて半導体基板1表面に析出したCu5を研磨
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特にCu埋め込み配線の形成方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体集積回路の高集積化に伴う
配線抵抗低減の要請から、アルミニウムによる配線に代
わり、Cuを用いた埋め込み配線あるいはヴィアコンタ
クト技術が注目されるようになってきている。
【0003】この技術は、図5に示すようにコンタクト
ホール、ヴィアホール、または埋め込み配線用溝などの
溝13を層間絶縁膜である第1の絶縁膜12に形成した
後、この第1の絶縁膜12表面にTiNなどのバリアメ
タル膜14を形成する。その後、溝13内にCu15を
埋め込む。Cu15は溝13内のみでなく、絶縁膜12
上平坦部にも広がるため、図6に示すように、溝13内
のみに選択的にCuを形成するためにCMP(Chemical
Mechanical Polishing )により絶縁膜12上平坦部の
Cu15およびバリアメタル膜14を除去する。
【0004】その後、絶縁膜12上平坦部の上に層間絶
縁膜である第2の絶縁膜16を形成する。さらにこの第
2の絶縁膜12に溝を形成し、上述の工程を繰り返して
第2層目の配線層を形成する。このようにしてCuを材
料とする多層配線構造を実現する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、Cuは大気
中で容易に酸化する。上述の工程を行う際、特にCMP
工程後の後処理工程、水洗工程においてはCu15は大
気中に晒されるため、この表面が酸化される。さらにそ
の後第2の絶縁膜16を形成するのにCuの晒される温
度雰囲気は、シランの反応を用いた場合には500℃未
満、TEOS(Tetraethoxysilane )を用いた減圧CV
D(Chemical Vapor Deposition )では650〜700
℃、ジクロロシランの反応を用いたCVDでは900℃
程度となる。このため、前記後処理工程、水洗工程の際
のCu15表面の酸化はさらに進行し、図8に示すよう
に、Cu15の表面に__nm程度の膜厚のCu酸化物
層15´が成長してしまう。そして、第2層目の配線層
がある場合、Cu15と第2層目の配線層との間にこの
Cu酸化物層15´が介在することになり、配線抵抗が
上昇するという問題があった。具体的には、CMP直後
のCu配線の抵抗率は1.7μΩ・cm程度であるが、
CMP後の後処理工程、水洗工程、その後の層間絶縁膜
形成等の熱処理工程の後に配線抵抗を測定すると2.5
μΩ・cmと1.5倍程度上昇してしまう。これは半導
体集積回路における高集積化にとって大きな妨げとなる
ものである。本発明ではこの問題点に鑑み、Cu配線表
面の酸化を防止し、もって配線抵抗の低いCuによる多
層配線を形成することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の半導体装置の製造方法においては、半導
体基板表面に形成された溝に金属を埋め込む工程と、無
電解メッキ溶液を含有した研磨剤を用いて前記半導体基
板表面に析出した前記金属を研磨する工程とを具備する
ことを特徴とする。
【0007】このような構成とすることにより、研磨後
の金属の表面にメッキ溶液中のメッキ金属が選択成長
し、薄膜が形成される。よって金属表面の酸化を防止す
ることが可能となる。従って、多層配線構造における配
線抵抗の上昇を抑えることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図1ないし図3
を用いて説明する。まず、図1に示すようにコンタクト
ホール、ヴィアホール、または埋め込み配線用溝などの
溝3を層間絶縁膜である第1の絶縁膜2に形成した後、
この第1の絶縁膜2表面にTiNなどのバリアメタル膜
4を形成する。その後、溝3内にCu5を埋め込む。C
u5は溝3内のみでなく、第1の絶縁膜2上平坦部にも
広がるため、図2に示すように、溝3内のみに選択的に
Cuを形成するためにCMP(Chemical Mechanical Po
lishing )により絶縁膜2上平坦部のCu5およびバリ
アメタル膜4を除去する。CMPの具体的な方法として
は、コロイダル・シリカ(SiO2 )、H2 O2 及びグ
リシンの混合物をスラリーとし、このスラリーをCu5
の形成された半導体ウエハの加工点にかけながら、研磨
布が敷かれたターンテーブル上に加工点のある面を押し
付けながらCu5及びバリアメタル膜4を研磨する。
【0009】本願におけるCMPではこのとき、スラリ
ーにAu無電解メッキ溶液(例えば、エヌ・イー・ケム
キャット社製のECF-66B-C )が混合されており、Au無
電解メッキ溶液中のAuがCu5表面およびバリアメタ
ル膜4上に析出し、__nm程度の薄膜6を形成する。
この際、CMPを施す時間は__秒程度であり、第1の
絶縁膜2上平坦部表面にAuが析出する前にCMPを終
了することになる。よって、Auによる埋め込み配線間
の短絡は起こらない。
【0010】その後、通常のCMP工程と同様に、後処
理工程、例えばブラシ・スクラバー及び希弗酸処理、並
びに水洗工程、具体的には1.5l/minの流量で1
分間の流水処理、及び30秒の乾燥を行い、図3に示す
ように第2層目の層間絶縁膜である第2の絶縁膜7を形
成し、上記の工程をそのまま踏襲して、図4に示すよう
な多層配線構造を形成する。
【0011】実際に絶縁膜表面に形成された溝配線及び
コンタクトホール(又はヴィアホール)内部に配線用金
属を埋め込んだ後にフィールド上の余分な金属に対しC
MPを施す際にポリッシング液中のAu無電解メッキ溶
液の混合の有無をパラメータとしてポリッシングを行っ
た。その後、CMP後処理から層間膜形成を行った後、
層間膜を開口し、その開口部から配線抵抗の測定を行っ
た。このとき、Cu配線はCu部断面で配線幅0.4μ
m、配線厚0.4μm、配線長1.0μmであった。そ
の結果を図5に示す。図5によれば、配線抵抗は、従来
では1.56×103 Ωであったが、本発明の半導体装
置の製造方法によれば、1.03×103 Ωまで低減さ
れることが確認できた。これは、抵抗率に換算すれば
2.5μΩ・cmから1.7μΩ・cmまでの低減とな
る。
【0012】本実施例では、埋め込み配線用の溝にCu
を埋め込む際に生じる、層間絶縁膜平坦部上の余分なC
uをCMPで除去する際にAu無電解メッキ溶液が混合
された分散剤を用いることで、埋め込まれたCuの表面
にAuの薄膜を形成し、Cu表面の酸化を防止すること
が可能となる。従って、多層配線構造における配線抵抗
の上昇を抑えることができる。
【0013】なお、本実施例では分散剤中にAu無電解
メッキ溶液を混合し、Cu表面にAuの薄膜を形成した
が、これに限らず、Ag、Sn、Pb、Cu、Niなど
の金属でも可能である。
【0014】
【発明の効果】本発明により、CMP後のCu配線表面
の酸化を防止することが可能となる。従って、多層配線
構造における配線抵抗の上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す製造工程図である。
【図2】本発明の実施例を示す製造工程図である。
【図3】本発明の実施例を示す製造工程図である。
【図4】本発明の実施例を示す製造工程図である。
【図5】本発明による配線抵抗低減効果を示す図であ
る。
【図6】従来の半導体装置の製造方法を示す製造工程図
である。
【図7】従来の半導体装置の製造方法を示す製造工程図
である。
【図8】従来の半導体装置の製造方法を示す製造工程図
である。
【符号の説明】
1、11 半導体基板 2、12 第1の絶縁膜 3、13、23 溝 4、14、24 バリアメタル膜 5、15、25 Cu 6 薄膜 7、16 第2の絶縁膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板表面に形成された溝に金属を
    埋め込む工程と、 無電解メッキ溶液を含有した研磨剤を用いて前記半導体
    基板表面に析出した前記金属を研磨する工程とを具備す
    ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記無電解メッキ溶液はAu、Ag、S
    n、Pb、Cu、Niから選ばれる1つの材料をメッキ
    するために用いられることを特徴とする請求項1記載の
    半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記金属はCuであることを特徴とする
    請求項1記載の半導体装置の製造方法。
JP17191596A 1996-07-02 1996-07-02 半導体装置の製造方法 Pending JPH1022285A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17191596A JPH1022285A (ja) 1996-07-02 1996-07-02 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17191596A JPH1022285A (ja) 1996-07-02 1996-07-02 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1022285A true JPH1022285A (ja) 1998-01-23

Family

ID=15932204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17191596A Pending JPH1022285A (ja) 1996-07-02 1996-07-02 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1022285A (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100332118B1 (ko) * 1999-06-29 2002-04-10 박종섭 반도체 소자의 금속 배선 형성 방법
KR20020034372A (ko) * 2000-11-01 2002-05-09 박종섭 반도체소자의 금속배선 형성방법
KR100403330B1 (ko) * 1999-12-31 2003-10-30 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의 제조방법
US6683002B1 (en) * 2000-08-10 2004-01-27 Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. Method to create a copper diffusion deterrent interface
US6815357B2 (en) 2001-11-28 2004-11-09 Renesas Technology Corporation Process and apparatus for manufacturing a semiconductor device
KR100772250B1 (ko) 2005-12-27 2007-11-01 동부일렉트로닉스 주식회사 반도체 다마신 공정에서의 금속배선 형성 방법
JP2008536295A (ja) * 2005-03-11 2008-09-04 エルジー・ケム・リミテッド 銀被覆電極を有するlcd装置
US7795150B2 (en) * 2004-11-29 2010-09-14 Renesas Electronics America Inc. Metal capping of damascene structures to improve reliability using hyper selective chemical-mechanical deposition

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100332118B1 (ko) * 1999-06-29 2002-04-10 박종섭 반도체 소자의 금속 배선 형성 방법
KR100403330B1 (ko) * 1999-12-31 2003-10-30 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의 제조방법
US6683002B1 (en) * 2000-08-10 2004-01-27 Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. Method to create a copper diffusion deterrent interface
KR20020034372A (ko) * 2000-11-01 2002-05-09 박종섭 반도체소자의 금속배선 형성방법
US6815357B2 (en) 2001-11-28 2004-11-09 Renesas Technology Corporation Process and apparatus for manufacturing a semiconductor device
US7795150B2 (en) * 2004-11-29 2010-09-14 Renesas Electronics America Inc. Metal capping of damascene structures to improve reliability using hyper selective chemical-mechanical deposition
JP2008536295A (ja) * 2005-03-11 2008-09-04 エルジー・ケム・リミテッド 銀被覆電極を有するlcd装置
KR100772250B1 (ko) 2005-12-27 2007-11-01 동부일렉트로닉스 주식회사 반도체 다마신 공정에서의 금속배선 형성 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
USRE39126E1 (en) Two-step chemical mechanical polishing process for producing flush and protruding tungsten plugs
US6890857B2 (en) Semiconductor device having a multilayer wiring structure and pad electrodes protected from corrosion, and method for fabricating the same
JP3974023B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP3360350B2 (ja) 表面平坦化法
JP2004534377A (ja) 集積回路を平坦化するための粘性保護オーバレイ層
KR100226742B1 (ko) 반도체 소자의 금속배선 형성 방법
JP4629244B2 (ja) 半導体デバイス
US6248665B1 (en) Delamination improvement between Cu and dielectrics for damascene process
JPH1022285A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2000208516A (ja) 多層配線構造をもつ半導体装置およびその製造方法。
JP3244058B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US6642145B1 (en) Method of manufacturing an integrated circuit with a dielectric diffusion barrier layer formed between interconnects and interlayer dielectric layers
JPH0969522A (ja) 埋め込み導電層の形成方法
US6174813B1 (en) Dual damascene manufacturing process
JP2000012543A (ja) 半導体集積回路装置の製造方法
US20060189131A1 (en) Composition and process for element displacement metal passivation
JPH10172969A (ja) 半導体装置の製造方法
US6225681B1 (en) Microelectronic interconnect structures and methods for forming the same
KR100478483B1 (ko) 반도체 소자의 제조 방법
JP3127983B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP3628903B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP4336139B2 (ja) 有機ild(インターレベル誘電体)内のバイア抵抗シフトを除去する方法
KR100286253B1 (ko) 질소플라즈마를 이용한 선택적 금속박막 증착방법 및 그를 이용한 다층금속 연결배선 방법
JP2001102448A (ja) 配線の形成方法
JP4064595B2 (ja) 半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Effective date: 20040210

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040220

A521 Written amendment

Effective date: 20040413

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20040615

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040811

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040910